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预防亚洲象肇事伤人的机动式声光报警系统研制与推广

表1  预防亚洲象肇事伤人的机动式声光报警智能系统研制与推广项目基础信息表(项目编号:III-3)

项目地:云南省景洪市勐养镇关坪村委会空格六队村

项目周期:2018年1月——2018年12月

合作执行机构:中国科学院西双版纳热带植物园生态监测站、北京镜朗生态科技、深圳大学电子视觉研究室

总资金:246686元,包括西双版纳热带植物园100086元、镜朗生态116600元、深圳大学沈琳琳30000元。

项目简介由阿拉善SEE西南项目中心资助,联合几方技术力量研制防范人像冲突的一种机动式声光报警系统。首先,在中国科学院西双版纳热带植物园研制2015-16年在空格处研究探索的基础上,研发和推广一种机动式声光报警系统,采取手机短信或网络控制的方式,将现有红外相机监测网络发现的具有肇事风险的亚洲象活动信息通过可机动布置的报警器以语音广播和报警闪灯形式进行发布,以此实现对野生动物肇事或其他突发重大事件警报信息现场发布与及时更新的目的,此减轻社区管理人员负担,保障当地群众安全。然后,由深圳大学计算机视觉研究所运用人工智能(AI)技术代替人工,自动从红外抓拍相机中上传的图片中做自动识别算法由报警模块进行报警信息的推送。再由,由北京镜朗生态科技有限公司承接自动预警设计,自动读取红外相机回传信号、识别信号和反馈预警信号的自动化系统

目标任务: 研制并推广一种机动式声光报警系统,采取手机短信或网络控制的方式,将现有红外相机监测网络发现的具有肇事风险的亚洲象活动信息通过可机动布置的报警器以语音广播和报警闪灯形式进行发布,以此实现对野生动物肇事或其他突发重大事件警报信息现场发布与及时更新的目的。

预算:246686元

执行:201697元

余额:44989元

报告日期:2018年12月31日

        项目综述:基于无线红外相机的亚洲象监测及预警系统,系2015年由中国科学院西双版纳热带植物园,云南西双版纳森林生态系统国家野外科学观测研究站的邓云博士团队在国内首先提出并实践。自2015年起,该团队陆续接受北京山水-澜沧江保护项目的一期(4.95万元)和二期(4万元)资助,后续项目资助中断。目前,该项目主要在西双版纳傣族自治州景洪市大渡岗乡关坪村委会空格六队村进行试点。研制一种机动式声光报警系统,采取手机短信或网络控制的方式,将现有无线红外相机监测网络发现的具有肇事风险的亚洲象活动信息,通过可机动布置的报警器,以语音广播、报警闪灯以及LED屏幕的形式进行发布,以此实现对野生动物肇事或其他突发重大事件警报信息现场发布与及时更新的目的;并配合无线红外相机及时发回的信息和声光报警设施,研发自动识别和自动报警系统,设计了红外相机的照片的初步算法,设计了初步的整体设备体系。

 

        项目实施及其成效:截止2018年11月,已根据原有样机,改进并完成机动式声光报警器两台,已多次成功预警。

        1、2018年已研发了字幕机预警机、夜间使用的声光预警机。字幕预警机放置于213国道关坪段路旁,滚动播放大象出没预警信息提醒经过车辆;村内放置了两台声光预警系统。2018年7月6日-8月13日,邓云及陈进擞对4个品牌5款红外相机进行测试,筛选效果好的红外相机品牌和型号,提升后续的亚洲象监测效果。

        2、在无线红外相机及时发回的信息和声光报警设施的基础上,深圳大学研发了自动识别和自动报警系统。自动识别的初步算法,对收到的红外相机回传照片自动判断是否有亚洲象出现,初步完成整体设备体系,达到了无漏报。但该系统仍存在有误报,识别率不高的问题,还需要1万张以上的照片进行进一步的训练和完善。

        3、北京镜朗生态科技有限公司为触发式红外相机和社区声光报警器,开发了红外相机照片回传自动读取、反馈亚洲象预警系统技术,达到对潜在的亚洲象肇事风险进行智能预警。软件由图片读取模块、图片智能识别模块、图片存储数据库系统、预警信号触发模块、手动触发短信接收模块和前端显示界面组成。

        4、整个闭环已经完成。项目于2018年8月1日在西双版纳国家级自然保护区关坪管护站对省林业厅和相关专家进行了演示。技术方案已经被云南省林业厅融合进《云南省亚洲象监测预警体系建设实施方案(2018~2022年)(咨询稿)》中,诺亚方舟团队的整体技术团队被邀请参加2018年9月14日的技术咨询会。

        5、截至2018年11月21日,系统共监测到村寨周围野生亚洲象活动38次,并对其中的35次进行了预警,发布亚洲象活动信息54条。自项目开展以来,项目实施区域内再未发生过人象突然相遇而造成人象冲突的事件,保障了当地村民的人身安全,减少了经济损失,为解决人象冲突提供了有效可行的方法。

        6、邓云团队人工预警流程(一种野生大型兽类监测与肇事预警系统)已于2018年4月6日获得国家知识产权局的实用新型专利授权,由SEE诺亚方舟计划资助的“一种机动式声光报警系统”已提交实用新型专利申请并得到国家知识产权局受理。

 

        存在问题:根据版纳站在技术初审阶段,预警系统存在的问题:

        1、目前智能识别系统识别率无法达到100%,但达到了无漏报但有误报,预警信息短期内还需执行人审核后发布;

        2、机动式声光报警器数量少,预警范围有限;

        3、设备在信号较差或者没有信号的地方无法开展工作。

 

        跟进方案:根据上一年进展,下一年跟进以下几个方面:鉴于平台有效及时播报了大象出现,但试用不到一年的平台尚有大量细节需要进一步调整和改进。建议:1)基于目前的技术平台在2019年向周边2个亚洲象活动频繁的村寨推广,建成连点成片的效果;2)重点完善机位识别与人工复审技术,积累资料提高算法的精准度;3)完善预警系统智能化;4)对远程系统和无信号区域,请政府支持扩大信号覆盖区域;5)总结NGO、科学家、保护区与社区共管的工作经验,作成系统工作手册,由保护区推广。

预防亚洲象肇事伤人的机动式声光报警系统研制与推广

表1  预防亚洲象肇事伤人的机动式声光报警智能系统研制与推广项目基础信息表(项目编号:III-3)

项目地:云南省景洪市勐养镇关坪村委会空格六队村

项目周期:2018年1月——2018年12月

合作执行机构:中国科学院西双版纳热带植物园生态监测站、北京镜朗生态科技、深圳大学电子视觉研究室

总资金:246686元,包括西双版纳热带植物园100086元、镜朗生态116600元、深圳大学沈琳琳30000元。

项目简介由阿拉善SEE西南项目中心资助,联合几方技术力量研制防范人像冲突的一种机动式声光报警系统。首先,在中国科学院西双版纳热带植物园研制2015-16年在空格处研究探索的基础上,研发和推广一种机动式声光报警系统,采取手机短信或网络控制的方式,将现有红外相机监测网络发现的具有肇事风险的亚洲象活动信息通过可机动布置的报警器以语音广播和报警闪灯形式进行发布,以此实现对野生动物肇事或其他突发重大事件警报信息现场发布与及时更新的目的,此减轻社区管理人员负担,保障当地群众安全。然后,由深圳大学计算机视觉研究所运用人工智能(AI)技术代替人工,自动从红外抓拍相机中上传的图片中做自动识别算法由报警模块进行报警信息的推送。再由,由北京镜朗生态科技有限公司承接自动预警设计,自动读取红外相机回传信号、识别信号和反馈预警信号的自动化系统

目标任务: 研制并推广一种机动式声光报警系统,采取手机短信或网络控制的方式,将现有红外相机监测网络发现的具有肇事风险的亚洲象活动信息通过可机动布置的报警器以语音广播和报警闪灯形式进行发布,以此实现对野生动物肇事或其他突发重大事件警报信息现场发布与及时更新的目的。

预算:246686元

执行:201697元

余额:44989元

报告日期:2018年12月31日

        项目综述:基于无线红外相机的亚洲象监测及预警系统,系2015年由中国科学院西双版纳热带植物园,云南西双版纳森林生态系统国家野外科学观测研究站的邓云博士团队在国内首先提出并实践。自2015年起,该团队陆续接受北京山水-澜沧江保护项目的一期(4.95万元)和二期(4万元)资助,后续项目资助中断。目前,该项目主要在西双版纳傣族自治州景洪市大渡岗乡关坪村委会空格六队村进行试点。研制一种机动式声光报警系统,采取手机短信或网络控制的方式,将现有无线红外相机监测网络发现的具有肇事风险的亚洲象活动信息,通过可机动布置的报警器,以语音广播、报警闪灯以及LED屏幕的形式进行发布,以此实现对野生动物肇事或其他突发重大事件警报信息现场发布与及时更新的目的;并配合无线红外相机及时发回的信息和声光报警设施,研发自动识别和自动报警系统,设计了红外相机的照片的初步算法,设计了初步的整体设备体系。

 

        项目实施及其成效:截止2018年11月,已根据原有样机,改进并完成机动式声光报警器两台,已多次成功预警。

        1、2018年已研发了字幕机预警机、夜间使用的声光预警机。字幕预警机放置于213国道关坪段路旁,滚动播放大象出没预警信息提醒经过车辆;村内放置了两台声光预警系统。2018年7月6日-8月13日,邓云及陈进擞对4个品牌5款红外相机进行测试,筛选效果好的红外相机品牌和型号,提升后续的亚洲象监测效果。

        2、在无线红外相机及时发回的信息和声光报警设施的基础上,深圳大学研发了自动识别和自动报警系统。自动识别的初步算法,对收到的红外相机回传照片自动判断是否有亚洲象出现,初步完成整体设备体系,达到了无漏报。但该系统仍存在有误报,识别率不高的问题,还需要1万张以上的照片进行进一步的训练和完善。

        3、北京镜朗生态科技有限公司为触发式红外相机和社区声光报警器,开发了红外相机照片回传自动读取、反馈亚洲象预警系统技术,达到对潜在的亚洲象肇事风险进行智能预警。软件由图片读取模块、图片智能识别模块、图片存储数据库系统、预警信号触发模块、手动触发短信接收模块和前端显示界面组成。

        4、整个闭环已经完成。项目于2018年8月1日在西双版纳国家级自然保护区关坪管护站对省林业厅和相关专家进行了演示。技术方案已经被云南省林业厅融合进《云南省亚洲象监测预警体系建设实施方案(2018~2022年)(咨询稿)》中,诺亚方舟团队的整体技术团队被邀请参加2018年9月14日的技术咨询会。

        5、截至2018年11月21日,系统共监测到村寨周围野生亚洲象活动38次,并对其中的35次进行了预警,发布亚洲象活动信息54条。自项目开展以来,项目实施区域内再未发生过人象突然相遇而造成人象冲突的事件,保障了当地村民的人身安全,减少了经济损失,为解决人象冲突提供了有效可行的方法。

        6、邓云团队人工预警流程(一种野生大型兽类监测与肇事预警系统)已于2018年4月6日获得国家知识产权局的实用新型专利授权,由SEE诺亚方舟计划资助的“一种机动式声光报警系统”已提交实用新型专利申请并得到国家知识产权局受理。

 

        存在问题:根据版纳站在技术初审阶段,预警系统存在的问题:

        1、目前智能识别系统识别率无法达到100%,但达到了无漏报但有误报,预警信息短期内还需执行人审核后发布;

        2、机动式声光报警器数量少,预警范围有限;

        3、设备在信号较差或者没有信号的地方无法开展工作。

 

        跟进方案:根据上一年进展,下一年跟进以下几个方面:鉴于平台有效及时播报了大象出现,但试用不到一年的平台尚有大量细节需要进一步调整和改进。建议:1)基于目前的技术平台在2019年向周边2个亚洲象活动频繁的村寨推广,建成连点成片的效果;2)重点完善机位识别与人工复审技术,积累资料提高算法的精准度;3)完善预警系统智能化;4)对远程系统和无信号区域,请政府支持扩大信号覆盖区域;5)总结NGO、科学家、保护区与社区共管的工作经验,作成系统工作手册,由保护区推广。

1 机动式声光报警器

2 字幕报警机LED屏幕

3 亚洲象智能预警系统界面